一种基于层析成像的电缆无损检测探头设计方法及系统技术方案

技术编号:45878368 阅读:17 留言:0更新日期:2025-07-22 21:13
本发明专利技术涉及一种基于层析成像的电缆无损检测探头设计方法及系统。首先建立多层电缆结构的有限元仿真模型,并在电缆外围环形配置线圈传感器阵列构成层析成像检测装置,在有限元仿真模型层间设置缺陷,并获取线圈传感器阵列的边界电压响应数据;然后根据边界电压响应数据构建并求解二维敏感场数学模型,通过数值计算方法求解电磁参数变化量与边界电压的灵敏度矩阵,并结合边界电压响应数据构建非线性逆问题模型;再对逆问题模型进行求解,得到重建图像;最后基于重建图像质量,确定最优探头设计方案。与现有技术相比,本发明专利技术在保证非接触测量的同时,显著提升了缺陷检测的灵敏度和空间分辨率,可适配不同规格电缆的无损检测需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电缆检测,尤其是涉及一种基于层析成像的电缆无损检测探头设计方法及系统


技术介绍

1、电缆作为现代电力传输、通讯以及各种工业应用中的核心基础设施,承担着重要的传输功能;然而,电缆在长期使用过程中,常受到环境因素、机械应力以及电气负荷的影响,可能导致绝缘层老化、导体断裂、外部物理损伤等问题。这些缺陷若未能及时发现,可能会引发电气火灾、电力中断甚至安全事故。因此,如何实现高效、无损且精确的电缆缺陷检测,是电力、通信等行业亟待解决的难题。

2、随着电缆在运行年限的不断提升,电缆发生故障的原因也逐渐发生变化。从初期的电缆导体损坏、绝缘层失效等问题,逐步过渡到更为复杂和隐蔽的故障类型,如阻水缓冲层烧蚀、半导体受损、腐蚀金属护套等。这些问题,尤其是在交联聚乙烯电缆中,已逐渐成为导致电缆故障的主要原因。

3、目前,电缆无损检测探头主要基于超声波检测、红外热成像、x射线检测和涡流检测技术,检测电缆内部的缺陷或损伤。这些技术在实际应用中仍存在一些局限性。在某些情况下难以精确识别电缆内部的微小缺陷,尤其是多层电缆结构中的局部损伤;对于多层本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于层析成像的电缆无损检测探头设计方法,其特征在于,方法步骤包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于层析成像的电缆无损检测探头设计方法,其特征在于,所述S1中的线圈传感器阵列采用环形周向均匀排列,以形成对电缆横截面的全区域覆盖检测结构;所述线圈传感器的工作模式包括激励线圈模式和接收线圈模式,其中,激励线圈模式用于生成交变激励磁场,接收线圈模式用于接收电缆缺陷所引起的磁感应信号变化量。

3.根据权利要求1所述的一种基于层析成像的电缆无损检测探头设计方法,其特征在于,所述S2中的电缆层间缺陷包括孔洞缺陷、裂纹缺陷、分层缺陷和机械损伤。>

4.根据权利...

【技术特征摘要】

1.一种基于层析成像的电缆无损检测探头设计方法,其特征在于,方法步骤包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于层析成像的电缆无损检测探头设计方法,其特征在于,所述s1中的线圈传感器阵列采用环形周向均匀排列,以形成对电缆横截面的全区域覆盖检测结构;所述线圈传感器的工作模式包括激励线圈模式和接收线圈模式,其中,激励线圈模式用于生成交变激励磁场,接收线圈模式用于接收电缆缺陷所引起的磁感应信号变化量。

3.根据权利要求1所述的一种基于层析成像的电缆无损检测探头设计方法,其特征在于,所述s2中的电缆层间缺陷包括孔洞缺陷、裂纹缺陷、分层缺陷和机械损伤。

4.根据权利要求1所述的一种基于层析成像的电缆无损检测探头设计方法,其特征在于,所述s3中的边界电压的灵敏度矩阵包括磁导率灵敏度矩阵和电导率灵敏度矩阵。

5.根据权利要求4所述的一种基于层析成像的电缆无损检测探头设计方法,其特征在于,所述磁导率灵敏度矩阵用于求取各剖分单元的磁场强度,其具体公式为:

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【专利技术属性】
技术研发人员:杨晨杨华史庆莲张俊孙戈卢武
申请(专利权)人:上海电力大学
类型:发明
国别省市:

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